Инструмент для поверхностного пластического деформирования
К ПАХЕНТУ
Комитет Российской Федерации по патеитйм и ТОВярным зиакам (21) ФИ1051/27 (22) 03.06.92 (46) 30.11.93 Еюл. На 43-44 (76) Довгапев Александр Михайлович (54) ИНСТРУЧЕНТ ДЛЯ ПОВЕРХНОСТНОГО
ПЛАСТИЧЕСКОГО ДЕФОРМИРОВАНИЙ (57) Использование: поверхностное пластическое деформирование, упрочняющая обработка отверстий маложестких деталей машин. Сущность изоб. ретения: инструмент содержит корпус из немагнитного. материала, щечки, изготовленные из немагнитного материала, образующие кольцевую камеру, открытую в направлении от продольной оси инструмента к периферии, деформирующие элементы, установленные в кольцевой камере с возможностью осуществления пространственных колебательных перемещений, источники магнитного поля, расположенные на дне кольцевой камеры, электродвигатель с выходным валом, устройство качания дефор-(Slj 5 В » Р мирующих элементов в осевом направлении, выполненное в виде трубы с фланцем, направляющих штифтов, пружин, постоянных призматических магнитов. Труба установлена соосно на выходном валу электродвигат еля. Направляющие штифты установлены в отверстиях щечек параллельно продольной оси инструмента. На штифтах установлены равножестки : пружины, взаимодействующие с торцами щечек и расположенные симметрично плоскости симметрии кольцевой камеры. Часть призматических магнитов закреплена на торце щечки, а часть — на торце корпуса Количество магнитов на торце корпуса минимум два, оно вдвое меньше ко-. личества магнитов на торце щечки и их полюса„напраьпенные в сторону щечек, идентичны Количество магнитов на торце щечек четное и расположены они с последовательным чередова,ием знака полюсов. 3 нл.
2003454
Изобретение относится к поверхностному пластическомудеформированию и может быть использовано для упрочняющей обработки отверстий маложестких деталей машин.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к изобретению является инструмент для поверхностного пластического. деформирования, содержащий корпус, щечки, образующие кольцевую камеру, открытую в направлении от.продольной оси инструмента к периферии, деформирующие элементы, установленные в кольцевой камере с воэможностью осуществления. .пространственных колебательных перемещений, источник магнитного поля, К недостаткам указанного инструмента следует отнести то, что мала амплитуда и частота колебательных осевых перемещений деформирующих элементов (величина амплитуды осевых колебательных перемещений деформирующих элементов не превышает величины зазора между щечками
-кольцевой камеры и деформирующими элементами, а частота колебательных. осевых перемещений деформирующих элементов равна единице за оборот инструмента), Это не позволяет снизить шероховатость обрабатываемой поверхности детали и повысить регулярность формируемого микропрофиля на поверхности детали.
Цель изобретения — повышение качественных характеристик обработанной поверхности за счет снижения ее шероховатости и повышения регулярности формируемого на поверхности детали микропрофиля.
Это достигается тем, что в известном . инструменте для поверхностного пластического деформирования, содержащем корпус иэ немагнитного материала, щечки, изготовленные из немагнитного материала, образующие кольцевую камеру, открытую в направлении от продольной оси инструмента к периферии, деформирующие элементы, установленные в кольцевой камере с возможностью осуществления пространственных колебательных перемещений, источники магнитного поля, расположенные на дне кольцевой камеры, электродвигатель с выходным валом, согласно изобретению, он снабжен устройством раскачивания деформирующих элементов в Осевом направлении, выполненном в виде трубы с фланцем, направляющих штифтов, пружин, постоянных призматических магнитов, труба установлена соосно на выходном валу электродвигателя, в щечках выполнены отверстия. направляющие штифты установлены в отверстии щечек. параллельно продольной оси инструмента, на направляющих штифтах установлены равножесткие пружины, взаимодействующие с торцами щечек и расположенные симметрично плоскости симметрии кольцевой камеры. Часть призматических магнитов закреплена на торце щечки, а часть — на торце корпуса, причем магниты расположены параллельно продольной оси инструмента и на одинакбвом расстоянии от нее, равномерно по окружности, Количество магнитов на торце корпуса минимум два, вдвое меньше количества магнитов на торце .. щечки, и их полюса, направленные в сторону щечек, идентичны, а количество магнитов на торце щечек четное и расположены они с
15 последовательным чередованием. знака полюсов. 1.
Такое выполнение инСтрумента обеспечивает увеличение амплитуды и частоты осе- . вых колебательных . перемещений
20 деформирующих элементов в процессе обработки, что позволяет снизить шерохова. тость обрабатываемой поверхности и ., повысить регулярность формируемого на поверхности детали микропрофиля..
25 . На фиг. 1 изображен инструмент, общий .вид; на фиг. 2 — сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 — сечение Б-Б на фиг. 1.
Инструмент содержит корпус 1 иэ немагнитного материала, щечки 2, 3, изготов30 ленные из немагнитного материала, образующие кольцевую камеру 4, открытую в направлении от продольной оси 5 инструмента к периферии, деформирующие элементы 6, установленные в кольцевой камере
35 4 с возможностью осуществления пространственных колебательных перемещений, источники 7 магнитного поля, расположенные на дне кольцевой камеры 4, электродвигатепь 8 с выходным валом 9.
40 Инструмент снабжен устройством качания деформирующих элементов 6 в осевом направлении (вдоль оси.5 инструмента), выполненным в виде трубы 10 с фланцем 11, направляющих штифтов 12, пружин 13., 45 призматических постоянных магнитов 14.
Труба 10 установлена соосно на выходном валу 9 электродвигателя 8 и способна воспринимать крутящий. момент от электродвигателя 8 через шпонку. В щечках 2, 3 выполнены отверстия 15. Направляющие штифты 12 установлены в отверстиях щечек 2, 3, параллельно про. дольной оси 5 инструмента. На направляющих штифтах 12 установлены равножесткие пружины 13, взаимодействующие с торцами
16, 17 щечек 2, 3 и расположенные симметрично плоскости симметрии 18 кольцевой камеры 4 (см, фиг. 1). Часть призматических магнитов 14 закреплена на торце 17 щечки
3, а другая часть — на ар <"-. " корпуса 1, 2003454
Причем магниты 14 расположены параллельно.продольной оси 5 инструмента и на одинаковом расстоянии от нее, равномерно по окружности. Количество магнитов t4 на торце
19.корпуса 1 минимум два, вдвое меньше количества магнитов 14 на торце 17 щечки 3 и их полюса, направленные в сторону щечек
2. 3, идентичны(см. фиг. 3). Количество магнитов 14 на торце t7 щечки 3 четное и расположены они (магниты) с последовательным
- чередованием знака полюсов (см. фиг. 2), Деталь 20 устанавливают в патроне, а корпус 1 инструмента — в державке 21 станка. Деформирующие элементы 6 вводят в полость отверстия обрабатываемой детали
20, совмещают продольную ось 5 инструмента с осью вращения детали. Посредством электродвигателя 8 сообщают трубе 10 вращение и перемещают инструмент вдоль обрабатываемой поверхности. Так как направляющие штифты.12 взаимодействуют с отверстиями 15 щечек 2, 3, то последние совместно с трубой 10 осуществляют вращательное движение. Под действием вращаемых источников магнитного поля 7 деформирующие элементы 6 разгоняются в окружном направлении кольцевой камеры
4, взаимодействуют с обрабатываемой поверхностью детали 20 и осуществляют ее поверхностное пластическое дефармиравание.
Одновременно. в процессе вращения щечек 2,3 изменяется относительное расположение постоянных призматических магнитов 14, закрепленных на торце 17 щечки
3 и торце 19 корпуса 1. Расположенные друг против друга магниты 14 взаимодействуют между собой от одноименными (одинаковыми),.то. разноименными полюсами. 8 случае взаимодействия указанных-магнитов одноименными полюсами возникающая магнитная сила отталкивает щечки 2, 3 ат неподвижного корпуса 1 в направлении вдоль оси 5 инструмента; При этом щечки 2, 3 перемещаются по поверхности направляющих штифтов 12, удаляясь от корпуса 1.
При повороте трубы 10 и смещении призматических магнитов 14 на величину угла и (см. фиг. 2) (где угол а — величина углового смещения магнитов, имеющих разноименные полюса, закрепленных на торце 17 щеч-. ки 3) вследствие вращения щечек 2, 3 расположенные друг против друга призматические магниты 14 на торце 17 щечки 3 и торце 19 корпуса 1 взаимодействуют одноименными полюсами. Возникающая при атом магнитная сила (действует вдоль оси 5 инструмента) Притягивает щечки 2, 3 к неподвижному корпусу 1. Щечки 2, 3 переме25
3.0
35 зваляет обеспечить амплитуду осевых коле45
5
20 щаются по поверхности направляющих штифтов 12 к торцу 19 корпуса 1. При дальнейшем повороте на гал а щече 2, 3 призматические магниты 14, расположенные друг против друга, снова начинают взаимодействовать одноименными полюсами. чта вызывает очередное осевое смещение щечек ат корпуса 1 инструмента. Пружины 13, установленные на направляющих штифтах
12, исключают удар щечек а фланец 11 инструмента.
Таким образам, в процессе обработки щечки 2; 3 с расположенными в кольцевой камере 4 дефармирующими элементами 6 осуществляют осевые калебательные перемещения с частотой, равной минимум двум колебаниям за адин оборот щечек 2, 3. Максил альная амплитуда осевых колебаний щечек 2, 3 с дефармирующими элементами 6 определяется выражением: где А — максимальная амплитуда колебаний деформирующих элементов; д — величина зазора между торцом щечки и фланцем; К— минимальная величина пружины 13 в сжB о состоянии.
Из зависима ти (1) видно, чта амплитуда осевых колебаний дефармирующих элементов 6.определяется величиной д, обеспечиваемой в инструменте саатветствующей длиной направляющих:итифтав 12, В связи с этим заявляемый инструмент пабани и деформирующих элементов превышающей величину зазора д1 между щечками 2, 3 и деформирующими элементами 6. Увеличение амплитуды и частаты осевых колебаний деформирующих элементов
6 в процессе обработки детали заявляемым инструментам обеспечивает снижение шероховатости поверхности и повышение регулярности фОрмируемого на поверхности детали микрапрофиля.
В качестве примера канкретнага выполнения можно привести обработку отверстия втулки с внутренним диаметрам 80 мм, длиной 90 мм из Д16Т на станке 16К20ПФ1.
В качестве деформирующих элементов использовали шарики диаметром 11 мм из
ШХ15 (НКСэ 62). Величина магнитной индукции магнитов, расположенных на дне кольцевой камеры и предназначенных для разгона деформирующих элел ентав, составляла 0,5 Тл. Величина магнитной индукции призматических постоянных магнитов, закрепленных на торце щечки и корпуса, составляла 0,6 Тл. Материал исна1ь-.у.мых
2003454
При обработке заявляемым инструментом обеспечивалась шероховатость. поверхности R - 0,32-0,28 мкм; амплитуда регулярного рельефа, формируемого на по5 верхности детали, составляла 10 мм; при этом (в отличие от прототипа) вдвое возросла частота регулярного рельефа, формируемого на поверхности детали.
Заявляемый инструмент позволяет по-.
10 высить качественные характеристики обработки, так как снижает шероховатость поверхности до Ra 0,32-0,28 мкм и обеспечивает повышение регулярности формируемого на поверхности детали микропрофиля
15 (увеличивается амплитуда и частота регулярного профиля).. (56) 1. Авторское свидетельство СССР
М 906679, кл, В 24 В 39/02; 1982, 20
Ф о р мул а и за б рете н и я
ИНСТРУМЕНТ ДЛЯ ПОВЕРХНОСТНОГО ПЛАСТИЧЕСКОГО ДЕФОРМИРОВА-
НИЯ, содержащий корпус, имеющий Ради- 25 ально ориентированную кольцевую камеру, ограниченную щечками и открытую в: направлении GT продольной оси инстру-: мента к периферии, деформирующие элементы, установленные в камере с 30 возможностью осуществления пространственных колебательных перемещений, ис-: точник магнитного поля для разгона, деформирующих элементов в радиальном,:. направлении относительно оси . корпуса: 35 ! ,отличающийся тем,. что с целью повышения качественных характеристик обрабо-:, танной поверхности за счет снижения ее шероховатости и повышения регулярности формуемого на обрабатываемой поверхно-. 40 сти микропрофиля, он снабжен электродвигателе я и устройством качания деформирующих элементов в направлении, параллельном оси корпуса, пои этом упомянутое устройство выполнено в виде 45 установленной на выходном валу электродвигателя соосно с ним трубы с фланцем, направляющих штифтов, размещенных в выполненных в щечках отверстиях парал50 в инструменте магнитов SmCo5. Жесткость пружин, установленных на направляющих штифтах, составляла 0,08 х 10 Н/м. На торце корпуса было закреплено 2 призматических магнита, смещенных по углу друг относительно друга на 180, Количество призматических магнитов на торце щечки было равно четырем, они были установлены равномерно по окружности с последовательным чередованием знака полюсов a= 90 .
Режимы обработки: скорость вращения щечек 0,3-4 м/с; осевая подача инструмента 100-250 ммlмин; охлаждение — масло индустриальное.
При обработке инструментом-прототипом шероховатость поверхности составила
Я - 0,63-0,58 мкм, Амплитуда регулярного рельефа,.формируемого на поверхности детали, не превышала.4 мм. лельно продольной оси инструмента, установленных на штифтах симметрично относительно перпендикулярной продольной . оси инструмента плоскости симметрии камеры равножестких пружин, смонтированных с возможностью взаимодействия с торцевыми. поверхностями щечек, а также установленных симметрично относитеиьно продольной оси инструмента и параллель-. но ей постоянных призматических магнитов, одна часть .которых закреплена. на торцевой поверхности одной из щечек, а другая - на обращенной к упомянутой щечке.торцевой поверхности корпуса, магниты на указанных торцевых поверхностях размещень равномерно по периметру, коли-: чество магнитов на торцевой поверхности корпуса по меньшей мере равно двум, а . количество магнитов на торцевой поверхности щечки является четным и вдвое превышает количество торцевой поверхности корпуса, причем магниты щечек и корпуса обращены друг к другу одноименными полюсами; по поверхности щечки магниты размещены с последовательным чередованием знака полюсов, а щечки смонтированы с возможностью перемещения вдоль продольной оси инструмента, 2003454
Г
Составитель А. Довгалев
Техред М.Моргентал Корректор Н. Кешеля
Редактор Л; Народная
Заказ 3297
Тираж
НПО "Поиск" Роспатента
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5
Подписное
Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина. 101
